CN1243280C - 卤化银乳剂的制备方法及其实现该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以精确控制向沉淀槽中注入反应溶液(如：硝酸银溶液或卤化盐溶液)的流速的方法和装置，该方法包括向所述两种溶液的各源施加压力并控制两个所述施加压力和所述两种溶液导管的流动阻力以将两种溶液注入沉淀槽的流速分别调节到预定值。该装置包括用于装反应液的储槽、将反应液导入沉淀槽的导管以及流速控制器，其中将储槽连接到压力控制器，此压力控制器包括加压空气或其它气体的压力容器和压力控制阀，导管具有用于检测导管内压力的压力传感器、流速计以及沿导管顺序安装的流动路径开启控制器，流速控制器通过控制压力控制阀和流动路径开启控制器来控制导入沉淀槽的反应液的流速。

Description

卤化银乳剂的制备方法及其实现该方法的装置

技术领域

本发明涉及一种卤化银乳剂的制备方法及其实现该方法的装置，尤其是高精度地将硝酸银水溶液和卤化物水溶液注入沉淀槽的保护胶体水溶液中来制备卤化银晶体的方法及其实现该方法的装置。

背景技术

制造照相乳剂的最重要过程就是产生卤化银晶体，准确控制卤化银晶体的大小和数量(其分布状况)是制备质量上乘的照相乳剂的主要因素，质量上乘的照相乳剂可以改善照相材料。

产生卤化银晶体的传统方法是将硝酸银水溶液注入装有卤化盐水溶液和保护胶体水溶液的混合液的沉淀槽中。例如，一种将硝酸银水溶液注入的方法是利用在硝酸银水溶液液面(位于较高位置)与沉淀槽中混合溶液液面(位于较低位置)之间形成的压位差，并利用泵进行的。为了控制注入的流速，在其导管上设置测流孔或通过控制泵来控制其流量。然而，这种方法不仅不能准确控制流速而且不能控制卤化银晶体的结构。

美国专利3,782,954、日本专利出版物41114/78(tokko-sho 53-41114)以及日本专利出版物58288/83(tokko-sho 58-58288)所公开的方法均是将硝酸银水溶液和卤化盐水溶液注入装有混合溶液的沉淀槽中以改进卤化银晶体颗粒大小的匀细度。

日本未决专利申请138282/76(tokkai-sho 51-138282)、美国专利4,026,668、日本专利出版物31454/86(tokko-sho 61-31454)、日本未决专利申请67952/90(tokkai-hei 2-67952)、美国专利5,248,577以及日本未决专利申请232611/93(tokkai-hei 5-232611)公开了另一种方法。在该方法中，对硝酸银水溶液和卤化盐水溶液的流速进行控制，以使在沉淀槽中起反应的混合溶液的电位保持在预定电位值。该方法可以控制所有卤化银晶体颗粒的大小。

在上述描述的多数方法中，由于泵具有良好的可控性和良好的响应性并具有能满足用户要求的多种选择，所以均使用泵将硝酸银水溶液和卤化盐水溶液从其储存槽注入沉淀槽中。然而，泵所具有的高精度流速范围通常较窄，因此需要使用多个具有不同流速范围的泵以满足所要求的整个流速范围。

如上所述，制造照相乳剂的最重要过程就是产生卤化银晶体，准确控制卤化银晶体的大小和数量(其分布状况)是制备质量上乘的照相乳剂的主要因素，质量上乘的照相乳剂可以改善照相材料。为了获得这种硝酸银水溶液，必需高精度控制这些溶液注入沉淀槽的流速，以根据预定进度满足在注入溶液的初始阶段和末尾阶段对流速的要求，并且根据各时刻所要求的流速满足稳定状态对流速的要求，并精确控制所注入的溶液的总数量。

由于溶液价值昂贵，所以应避免浪费，因此希望用尽所制备的全部溶液而不存在任何剩余，也就是说，希望共用导管来制造大量各种乳剂。例如，制造彩色底片至少需要九种基本乳剂，诸如用于蓝色感光层、绿色感光层以及红色感光层的乳剂，各层又分成三个乳剂层，即高感光层、中感光层以及低感光层。此外，考虑到各种乳剂的照相速度，乳剂的种类又增加了许多。为了解决制造多种乳剂的问题，必需根据各乳剂处方所分别要求的各种流速注入硝酸银水溶液和卤化盐水溶液。为了适应仅利用一种装置注入溶液，该装置必需对流速具有宽可控范围并在流速控制范围内保持高控制精度，例如，最低流速与最高流速的比应为1比10，优先为1比20或更高。

未决专利申请146543/96(tokkai-hei 8-146543)公开的方法不仅可以避免现有技术的上述缺点，而且可以避免由于泵系统使用导管而在导管中总是残留某些溶液导致浪费的弊端。然而，使用泵的方法不可能完全避免其密封机构(如：端面密封、完全密封以及唇形密封)产生渗漏，因此，经常需要对其密封部分进行维修。由于硝酸银水溶液对人的皮肤有害，所以，这种维修工作属于危险操作。未决专利申请182623/87(tokkai-sho 62-182623)公开的方法采用了注射器原理，在该方法中，通过选择具有不同内径尺寸的气缸可以容易地控制流速。在该方法中，从气缸中流出的流速的精度依赖于按极高精度公差加工的气缸内径。如果气缸的体积相同，则内径越小的气缸通常具有更高的精度，但是这又导致气缸更长，实际，这不是我们所希望看到的。

发明内容

本发明的目的是提供一种卤化银乳剂的制备方法及其实现该方法的装置，该方法无需使用泵或气缸系统就可以在宽流速范围内、高精度控制向沉淀槽注入溶液的流速。根据本发明，利用硝酸银水溶液与卤化盐水溶液在装有胶体溶液的沉淀槽中进行反应来制备卤化银乳剂的方法包括以下步骤：

对所述的两种水溶液源分别施加压力；

控制所述施加压力和所述两种水溶液的各导管的流动阻力以致可以分别控制注入胶体溶液中的两种水溶液的流速。

在该方法中，通过控制在导管上开启的流动路径优先控制导管中的流动阻力。利用可以改变流动路径截面积的控制阀和用于起动所述控制阀的制动器，优先控制流动路径的开启，该控制阀和制动器均安装在所述导管上。根据对在沉淀槽中起反应的混合溶液测量的电位值，优先控制施加压力和流动阻力。

根据本发明的另一个方面，提供一种利用硝酸银水溶液与卤化盐水溶液在装有胶体溶液的沉淀槽中的反应来制备卤化银乳剂的装置，该装置包括：

第一槽，用于装硝酸银水溶液；

第二槽，用于装卤化盐水溶液；

压力控制器，用于控制第一槽和第二槽内的压力：

压力传感器，安装在各槽内分别测量各槽内的压力以产生指出各压力的信号；

第一导管，用于将第一槽中的硝酸银水溶液导入沉淀槽；

第二导管，用于将第二槽中的卤化盐水溶液导入沉淀槽；

第一流速计，安装在第一导管上用于测量硝酸银水溶液的流速以产生指出所述流速的信号；

第二流速计，安装在第二导管上用于测量卤化盐水溶液的流速以产生指出所述流速的信号；

第一流动路径开启控制器，布置在第一导管上；

第二流动路径开启控制器，布置在第二导管上；以及

流速控制器，用于根据所述压力传感器发送的压力数值信号和所述流速计发送的流速数值信号，控制所述压力控制器以调节所述压力并控制所述流动路径开启控制器以调节所述流动路径开启，从而获得预定流速。

在此装置中，优先采用控制阀和制动器，该控制阀可改变流动路径的截面积，该制动器用于起动安装在所述导管上作为流动路径开启控制器的所述控制阀。例如，控制阀优先采用具有锥形阀门头或纺锤形阀门头并在阀座上具有法兰，阀门头受控于安装在阀门上部的制动器。

优先根据沉淀槽中互相反应的混合溶液的电位值确定预定流速，由插入混合溶液内的电位检测器测量混合溶液的电位值。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细说明

图1示出说明根据本发明制备卤化银乳剂的方法和装置的原理图

图2示出流动路径开启控制器的局部断面图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明制备卤化银乳剂的装置包括：第一槽11，用于装硝酸银水溶液(硝酸银储槽11)；第二槽12，用于装卤化盐水溶液(卤化盐储槽12)；沉淀槽13，将两种水溶液注入其内以产生卤化银乳剂。第一导管16，用于将装在第一槽11中的硝酸银水溶液导入沉淀槽13；第二导管17，用于将装在第二槽12中的卤化盐水溶液导入沉淀槽13；以及流速控制器31，搅拌器33安装在装有胶体溶液的沉淀槽13内用于搅拌混合溶液。压力控制器20包括对空气或其它气体加压的压力容器21和压力控制阀22。压力容器21通过压力控制阀22连接到硝酸银储槽11，这样，通过控制压力控制阀22的开启，可以将硝酸银储槽11内的压力调节到预定值。搅拌器23和压力传感器24被安装到硝酸银储槽11。沿用于导入硝酸银水溶液的第一导管16，从硝酸银储槽11到沉淀槽13的方向顺序布置用于检测导管16内压力的导管压力传感器27、流速计28以及流动路径开启控制器29。

同样，卤化盐储槽12具有压力控制器20、搅拌器23以及压力传感器24安装在其上。沿卤化盐溶液的第二导管17顺序布置用于检测导管17内压力的导管压力传感器27、流速计28以及流动路径开启控制器29。

关于目前使用的压力控制器，其中某些对压力调节的响应速度快，而另一些则对压力调节的响应速度慢。使用快速响应控制器时，可以在开始导入和注入溶液时开始加压，使用慢速响应控制器时，可以在导入和注入溶液前开始加压达到预定压力值。

关于流速计，例如，可以采用电磁流速计、质量流速计、超声波流速计以及椭圆流速计，它们可以进行高精度测量并可以对表示测量数据的信号进行实时发送。

将由压力传感器24测量的压力和由流速计测量的流速转换为信号发送到流速控制器31。根据测量的压力值和流速值，流速控制器31计算硝酸银储槽11和卤化盐储槽12适当压力值以及导管16和导管17中的流动路径的适当开启压力值，以将导管16和导管17中的流速调节到预定值，然后将所计算的数值的信号发送到压力控制器20和流动路径开启控制器29。

压力控制器20控制压力控制阀22以将硝酸银储槽11和卤化盐储槽12的压力调节到发送信号所指出的数值。同样，流动路径开启控制器29控制压力控制阀22以将导管16和导管17的流动路径开启压力调节到发送信号所指出的数值。

关于流动路径开启控制器29，优先使用电机控制型控制阀(如图2所示)。这种类型的流动路径开启控制器29包括：控制阀36、阀室38、伺服电机39、导螺杆40、活动部件41以及导轴42。流速控制器31产生的信号激励伺服电机39从而转动导螺杆40。转动导螺杆40会使活动部件41沿导轴42上下移动。控制阀36通过阀轴43与活动部件41相连。因此，当伺服电机39转动导螺杆40时，控制阀36上下移动。控制阀36包括锥形或纺锤形阀门头44和安装在阀座上的阀法兰45。

阀室38具有分别与导管16(17)相连的阀入口38a和阀出口38b。液体通过阀入口38a流入阀室38，然后，从阀出口38b流出。当控制阀36上移时，阀室38中的流速就提高，而当控制阀36下移时，流速就降低。当控制阀37关闭时，安装在阀座38c上的阀法兰45就阻断液体的流动。日本未决专利申请35090/89(tokkai-sho 64-35090)公开了这种电机控制型控制阀。

下面是本发明的实例。

作为本发明的实验系统，沉淀槽13的容积为700升，用于装硝酸银溶液和卤化盐溶液的储槽11和储槽12的容积均为150升，储槽11和储槽12分别位于所使用的沉淀槽13的上方3米处。在沉淀槽13中安装的搅拌器33采用日本专利出版物10545/80(tokko-sho 55-10545)公开的搅拌器。导管16连接到连接端33a，导管17连接到另一个连接端33b。流速计28选择由Yokogawa Electric Corporation制造的某种电磁流速计，通过按需要改变连接到其上的导管的大小就可以在宽流速范围进行高精确测量。

对于硝酸银溶液导管和卤化盐溶液导管，可以利用上述实验系统对可以保持高精度流速控制的流速范围的可能极限进行实验。在硝酸银储槽11和卤化盐储槽12内分别注入150升水。通过调节压力控制阀22的开启，可以将施加到储槽11和储槽12的压力调节到49KPa。在此条件下，当流速计28指到1升/分钟时，测量流动路径开启控制器29的流动路径开启量。流动路径开启控制器29的此流动路径开启量被认为是49KPa和1升/分钟时的标准开启量。

最初将控制器29的流动路径开启量设置到49KPa和1升/分钟时的标准开启量。将49KPa的压力施加到储槽11和储槽12之后，搅拌器33开始以1000rpm的速度转动。开启储槽11和储槽12下部的断流阀11a和12a，然后，溶液开始受控导入沉淀槽13。在此过程中，流速计28时时刻刻测量流速，并且49KPa和1升/分钟的标准开启时的流速为1升/分钟。对于硝酸银导管16，它们之间的误差(流速波动)在±0.5％之内，对于卤化盐导管17，它们之间的误差(流速波动)在±0.51％之内。这证明此实验系统在高精度下具有良好的可控性。

通过增加流动路径的开启量，可以给出在相同压力下提高的开启标准以及新的提高的流速。在此新条件下，在此过程中由流速计28时时刻刻对流速进行测量并对新提高的流速进行比较。在进一步提高开启标准时，同样应陆续进行这种比较。最后，由于导管16和导管17存在流动阻力，所以尽管增加流动路径的开启量，流速也会趋于稳定。此最后流速为38升/分钟并且此时的流速波动，对于硝酸银溶液导管16在±0.61％范围内，对于卤化盐溶液导管17在±0.65％范围内。流速为38升/分钟时，系统在高精度下仍然具有良好的可控性。

为了知道可以有效控制的上限，当将控制器29的流动路径开启量固定到流动路径开启等于构成导管16或导管17的导管一半截面积时，施加更高压力。压力为215.6Kpa时，流速波动范围在±1％内获得的最大流速为54升/分钟。

同样，当控制器29的流动路径开启完全开启时，可以施加更高的压力。压力为215.6KPa时，流速波动范围在±1％获得的最大流速为48升/分钟。利用水代替硝酸银溶液或卤化盐溶液的结果几乎相同。

总之，已经证明，根据本发明制备卤化银乳剂的装置，由于可以有效控制的最低流速为1升/分钟而最高流速为48升/分钟，所以可以在1至48之间的宽流速范围内控制硝酸银溶液和卤化盐溶液的流速。

在上述实例中，根据在流速控制器中编程的流速，该装置系统控制流速。然而，如同日本未决专利申请138282/76(tokkai-sho 51-138282)、美国专利4,026,668、日本专利出版物31454/86(tokko-sho 61-31454)、日本未决专利申请67952/90(tokkai-hei 2-67952)、美国专利5,248,577以及日本未决专利申请232611/93(toddai-hei 5-232611)所公开的那样，还可以根据电位计34在沉淀槽13中测量的混合溶液的电位来控制流速使电位保持在预定值。在这种情况下，将所测量的电位信号发送到流速控制器31。流速控制器31计算硝酸银储槽11和卤化盐储槽12中的适当压力值以及导管16和导管17中的流动路径开启的压力值，这样就可以将电位调节到预定值，然后将所计算的数值发送到压力控制器20和流动路径开启控制器29。

根据本发明，可以提供制备卤化银乳剂的方法以及实现该方法的装置，该方法无需使用泵或气缸系统仅通过控制施加到溶液的压力和导管对溶液的流动路径开启，就可以在宽流速范围以高精度控制向沉淀槽注入硝酸银水溶液和卤化盐水溶液的流速。这意谓着，一种装置系统可以实现制造各种乳剂，其每种乳剂所要求的流速进程在宽范围内与其它乳剂所要求的流速进程不同，而无需像使用泵的情况那样对密封进行维修。

Claims (9)

1、一种卤化银乳剂的制备方法，通过硝酸银水溶液与卤化盐水溶液在装有胶体溶液的沉淀槽中进行反应，其特征在于：该方法包括步骤：

对所述两种水溶液(11，12)分别施加压力；

控制所述两种水溶液的所述施加压力和导管(16，17)的流动阻力以分别控制将两种水溶液注入胶体溶液中的流速；

所述两种水溶液的反应场所是所述的沉淀槽；

保存所述硝酸银水溶液与卤化盐水溶液的各容器具有压力检查装置和压力施加装置。

2、根据权利要求1所述的卤化银乳剂的制备方法，其特征在于：其中通过控制所述各导管(16，17)的各流动路径开启来控制两种水溶液导管(16，17)内的所述各流动阻力。

3、根据权利要求1所述的卤化银乳剂的制备方法，其特征在于：其中根据对在所述沉淀槽(13)内进行反应的混合溶液测量的电位值，控制所述施加压力和所述各流动阻力。

4、根据权利要求2所述的卤化银乳剂的制备方法，其特征在于：其中根据对在所述沉淀槽(13)内进行反应的混合溶液测量的电位值，控制所述施加压力和所述各流动路径开启。

5、根据权利要求2或4所述的卤化银乳剂的制备方法，其特征在于：其中利用分别安装在所述导管(16，17)中的流动路径截面积可变的控制阀(29)和用于起动所述控制阀(29)的制动器来对所述导管中的流动路径开启进行所述控制。

6、一种卤化银乳剂制备装置，通过硝酸银水溶液与卤化盐水溶液在装有胶体的沉淀槽中进行反应制备卤化银乳剂，其特征在于：该装置包括：

第一槽(11)，用于装硝酸银水溶液；

第二槽(12)，用于装卤化盐水溶液；

压力控制器(20)，用于控制第一槽(11)和第二槽(12)内的压力；

压力传感器(24)，分别安装在所述第一槽和所述第二槽内用于测量所述各槽内的压力以产生指出所述各压力的信号；

第一导管(16)，用于将第一槽中的硝酸银水溶液导入沉淀槽；

第二导管(17)，用于将第二槽中的卤化盐水溶液导入沉淀槽；

第一流速计(28)，安装在第一导管(16)上用于测量硝酸银水溶液的流速以产生指出所述流速的信号；

第二流速计(28)，安装在第二导管(17)上用于测量卤化盐水溶液的流速以产生指出所述流速的信号；

第一流动路径开启控制器(29)，布置在第一导管(16)上；

第二流动路径开启控制器(29)，布置在第二导管(17)上；以及

流速控制器(31)，用于根据所述压力传感器发送的压力数值信号和所述流速计发送的流速数值信号，控制所述压力控制器(20)以调节所述压力并控制所述流动路径开启控制器(29)以调节所述流动路径开启，从而获得预定流速。

7、根据权利要求6所述的卤化银乳剂的制备装置，其特征在于：其中根据对在所述沉淀槽(13)内互相进行反应的所述混合溶液测量的电位值，确定所述预定流速。

8、根据权利要求6或7所述的卤化银乳剂制备装置，其特征在于：其中安装在所述导管(16，17)的所述流动路径开启控制器(29)包括流动路径截面积可变的控制阀(36)和起动所述控制阀的制动器。

9、根据权利要求8所述的卤化银乳剂制备装置，其特征在于：其中所述控制阀(36)具有有法兰安装到阀座的锥形或纺锤形阀门头，可以利用所述制动器控制所述阀门头的移动。